DE19918876A1 - Katalytischer Konverter - Google Patents
Katalytischer KonverterInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen katalytischen Konverter für eine Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Verbrennungskraftmaschine. Der katalytische Konverter hat ein Gehäuse, in dem in Strömungsrichtung des Abgases gesehen aufeinander folgend drei mit einem katalytisch wirksamen Edelmetall beschichtete Substrate angeordnet sind. Dabei ist das zwischen dem ersten und dem dritten katalytischen Substrat angeordnete zweite katalytische Substrat mit einer geringeren Menge katalytisch wirksamen Edelmetall beschichtet als das erste oder das dritte katalytische Substrat.
Description
Die Erfindung betrifft einen katalytischen Konverter für eine Abgasanlage
einer Verbrennungskraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Verbren
nungskraftmaschine, mit einem Gehäuse, an dem ein Einlaß zum An
schluß an die Verbrennungskraftmaschine und ein Auslaß ausgebildet
sind, sowie mit einem ersten und einem zweiten mit einem katalytisch
wirksamen Edelmetall beschichteten Substrat, die in Strömungsrichtung
des Abgases gesehen aufeinander folgend im Gehäuse angeordnet sind,
wobei das erste Substrat nahe dem Einlaß angeordnet ist.
Ein katalytischer Konverter der eingangs genannten Art für eine Ab
gasanlage einer Verbrennungskraftmaschine ist bekannt. Bei diesem be
kannten Konverter wird mit Hilfe des ersten Substrates im Abgas enthal
tenes Kohlenmonoxid sowie darin enthaltene Kohlenwasserstoffe durch
Oxidation in Kohlendioxid bzw. Kohlendioxid und Wasser umgewandelt.
Das zweite mit katalytisch wirksamem Edelmetall beschichtete Substrat
wandelt durch Reduktion die Stickoxide des Abgases in Stickstoff und
Kohlendioxid um.
Damit die Schadstoffe in den Abgasen entsprechend den gesetzlichen Be
stimmungen unter einer maximal zulässigen Schadstoffmenge liegen, wird
der Konverter an die Leistung der Verbrennungskraftmaschine angegli
chen. Zu diesem Zweck kann der Gesamtanteil an katalytisch wirksamem
Edelmetall und/oder das Konvertervolumen entsprechend angepaßt wer
den, damit der Konverter eine ausreichend hohe Konvertierungsrate auf
weist. In diesem Zusammenhang wird unter dem Begriff Konvertierungs
rate die auf die Schadstoffmenge des Abgases vor dem Durchströmen des
Konverters bezogene Differenz zwischen der Schadstoffmenge im Abgas
vor dem Durchströmen des Konverters und der Schadstoffmenge nach
dem Durchströmen des Konverters verstanden.
Es ist Aufgabe der Erfindung, den katalytischen Konverter der eingangs
genannten Art so weiterzubilden, daß bei gleicher Edelmetallmenge die
Konvertierungsrate des Konverters verbessert bzw. bei gleicher Konvertie
rungsrate die notwendige Menge Edelmetalls verringert ist.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch einen katalytischen Konverter mit
den Merkmalen nach Anspruch 1, insbesondere löst sie die Aufgabe da
durch, daß in Strömungsrichtung des Abgases gesehen nach dem zweiten
Substrat ein mit mindestens einem katalytisch wirksamen Edelmetall be
schichtetes drittes Substrat nahe dem Auslaß im Gehäuse angeordnet ist,
wobei das zweite Substrat mit einer geringeren Menge katalytisch wirksa
men Edelmetalls beschichtet ist als das erste oder das dritte Substrat.
Bei dem erfindungsgemäßen Konverter werden insgesamt drei Substrate
verwendet. Dabei ist das zwischen dem ersten und dem dritten Substrat
angeordnete zweite Substrat mit einer geringeren Menge katalytisch wirk
samen Edelmetalls beschichtet als eines der beiden anderen Substrate.
Durch den erfindungsgemäßen Konverter wird erreicht, daß, verglichen
mit einem herkömmlichen katalytischen Konverter, der mit derselben Ge
samtmenge an katalytisch wirksamem Edelmetall bezogen auf ein vorge
gebenes Volumen beschichtet ist, bei gleicher Edelmetallmenge eine höhe
re Konvertierungsrate erzielt wird. Ferner ist es durch die Erfindung mög
lich, bei gleichbleibender Konvertierungsrate die Menge an zu verwenden
dem katalytisch wirksamen Edelmetall zu verringern. In diesem Fall kann
auch das Volumen des Konverters durch den verbesserten Wirkungsgrad
der einzelnen Substrate bei gleichbleibender Konvertierungsrate verringert
werden. Wird der erfindungsgemäße Konverter mit einer Diesel-Verbren
nungskraftmaschine verwendet, wirkt der Konverter gleichzeitig auch als
Rußfilter. Dabei ist die Konvertierungsrate des erfindungsgemäßen Kon
verters bei der Umwandlung von Rußpartikeln verglichen mit der Konver
tierungsrate bekannter Konverter mit entsprechender Leistung gleichfalls
verbessert.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der
nachfolgenden Beschreibung, den Diagrammen sowie den Unteransprü
chen.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn das zwischen dem ersten und dem
dritten Substrat angeordnete zweite Substrat mit einer geringeren Menge
katalytisch wirksamen Edelmetalls beschichtet ist als das erste und das
dritte Substrat. Durch entsprechendes Aufeinanderabstimmen der Men
gen katalytisch wirksamen Edelmetalls, mit denen die einzelnen Substrate
beschichtet sind, kann bei weiterer Reduzierung der Gesamtmenge ver
wendeten Edelmetalls im katalytischen Konverter eine gleichbleibend hohe
Konvertierungsrate erzielt werden.
Des weiteren wird vorgeschlagen, daß das Gehalt an katalytisch wirksa
mem Edelmetall des ersten und dritten Substrates in einem Bereich von
etwa 1,77 g/dm3 bis etwa 5,30 g/dm3 (50 g/ft3 bis 150 g/ft3) liegen soll.
Der Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des zweiten Substrates
liegt vorzugsweise in einem Bereich von etwa 0,035 g/dm3 bis etwa 0,35
g/dm3 (1 g/ft3 bis 10 g/ft3). Bei diesen Edelmetallgehalten der Beschich
tungen der Substrate ließen sich besonders gute Versuchsergebnisse er
zielen.
Das Volumen des ersten Substrates beträgt bei einer bevorzugten Ausfüh
rungsform 20 bis 50% des Volumens aller Substrate des Konverters. Im
Verhältnis dazu liegt das Volumen des zweiten katalytischen Substrates in
einem Bereich von 30 bis 70%, vorzugsweise bei 40%, des Volumens aller
Substrate. Das wirksame Volumen des dritten Substrates beträgt etwa 30,
bis 40% des Volumens aller Substrate. Durch entsprechendes Aufeinan
derabstimmen der verschiedenen Volumina der drei Substrate kann der
katalytische Konverter gezielt an die unterschiedlichen Betriebsbedingun
gen der Verbrennungskraftmaschine angepaßt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen katalyti
schen Konverters beträgt der Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall
des ersten und dritten Substrates etwa 2,47 g/dm3 (70 g/ft3), während der
Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des zweiten Substrates bei
etwa 0,35 g/dm3 (10 g/ft3) liegt. Dabei entspricht der durchschnittliche
Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des katalytischen Konverters
etwa 1,77 g/dm3 (50 g/ft3). Bei dieser Ausführungsform wird insbesondere
die Konvertierungsrate bei der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen und
Kohlenmonoxid verglichen mit katalytischen Konvertern, die einen ent
sprechenden durchschnittlichen Gehalt an katalytisch wirksamem Edel
metall enthalten, deutlich verbessert.
Bei einer alternativen Ausführungsform beträgt der Gehalt an katalytisch
wirksamem Edelmetall des ersten und dritten Substrates etwa 3,53 g/dm3
(100 g/ft3), während der Gehalt an Edelmetall des zweiten Substrates bei
etwa 0,071 g/dm3 (2 g/ft3) liegt. Auch hier entspricht der durchschnittli
che Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des katalytischen Kon
verters etwa 1,77 g/dm3 (50 g/ft3). Diese Ausführungsform zeichnet sich
insbesondere bei vergleichsweise geringem Konvertervolumen durch eine
vergleichsweise hohe Konvertierungsrate bei der Umwandlung von Stick
oxiden aus.
Des weiteren wird vorgeschlagen, am Gehäuse des katalytischen Konver
ters eine Zuführung auszubilden, durch die zusätzlich Kohlenwasserstof
fe, vorzugsweise aus dem Verbrennungsprozeß der Verbrennungskraftma
schine in das Gehäuse des Konverters eingeleitet werden können. Durch
die zusätzlichen Kohlenwasserstoffe ist eine aktive Stickstoffreduktion im
Konverter möglich, da die zusätzlich eingeführten Kohlenwasserstoffe un
ter Bildung von Kohlendioxid und Stickstoff mit den Stickoxiden reagieren
können. Zum Einleiten der zusätzlichen Kohlenwasserstoffe wird vorzugs
weise eine Druckleitung eingesetzt, durch die dem Gehäuse Kohlenwas
serstoffe aus dem Abgas der Verbrennungskraftmaschine oder geringe
Mengen Kraftstoff, die durch die im Konverter herrschenden Temperatu
ren unter Bildung entsprechender Abgase verbrennen, zugeführt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
Fig. 1 ein Diagramm, in dem die Konvertierungsraten eines her
kömmlichen katalytischen Konverters im Vergleich zu den
Konvertierungsraten einer ersten Ausführungsform eines er
findungsgemäßen katalytischen Konverters dargestellt sind,
Fig. 2 ein Diagramm, in dem die Konvertierungsraten eines her
kömmlichen katalytischen Konverters im Vergleich zu einer
zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen katalyti
schen Konverters dargestellt sind,
Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Konvertierungsraten zweier her
kömmlicher katalytischer Konverter im Vergleich zu den Kon
vertierungsraten eines Konverters nach der ersten Ausfüh
rungsform dargestellt sind, wobei sich die beiden Vergleichs
konverter in ihren Edelmetallanteilen unterscheiden, und
Fig. 4 ein Diagramm, in dem die Konvertierungsraten eines her
kömmlichen katalytischen Konverters im Vergleich zu den
Konvertierungsraten eines Konverters nach der ersten Aus
führungsform dargestellt sind, wobei das Konvertervolumen
des herkömmlichen Konverters größer ist als das des erfin
dungsgemäßen Konverters.
Bei den in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Auswertungen von Motortests wurden
zwei verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen katalyti
schen Konverters verwendet. Die beiden Ausführungsformen sind iden
tisch aufgebaut, unterscheiden sich jedoch in den verwendeten Substrat
einsätzen. Der erfindungsgemäße katalytische Konverter weist ein aus ei
nem hitzebeständigen, hochwertigen Stahl gefertigtes Gehäuse auf, an
dem ein Einlaß und ein Auslaß ausgebildet sind. Der Einlaß ist in einge
bautem Zustand des katalytischen Konverters üblicherweise mit einem
Vorschalldämpfer einer Abgasanlage einer Verbrennungskraftmaschine
verbunden, der seinerseits an den Krümmer der Verbrennungskraftma
schine angeschlossen ist. Der Auslaß des katalytischen Konverters ist an
einen Mittelschalldämpfer der Abgasanlage angeschlossen, der seinerseits
mit einem Nachschalldämpfer verbunden ist.
Im Gehäuse sind drei Substrateinsätze, sogenannte Monolithe, eingesetzt,
die aus einem Metall oder Keramikmaterial gefertigt sind. In jedem Mono
lith sind in dessen Längsrichtung verlaufende Kanäle ausgebildet, wobei
die Anzahl der Kanäle pro cm2 bei etwa 54 bis 62 Kanälen (350 bis 400
Kanäle pro in2) liegen. Die Innenoberfläche jedes Kanals ist mit einer Zwi
schenschicht, beispielsweise Aluminiumoxid (Al2O3), beschichtet, auf der
eine katalytisch wirksame Edelmetallschicht aus Palladium, Platin, Rho
dium oder ähnlichen Platinmetallen aufgetragen ist. Selbstverständlich
kann die katalytisch wirksame Schicht auch aus mehreren Edelmetallen
oder Edelmetallegierungen gebildet sein. Des weiteren kann sich die Zu
sammensetzung der Edelmetallschichten der verschiedenen Substratein
sätze unterscheiden.
In Fig. 1 sind die Konvertierungsraten eines herkömmlichen katalytischen
Konverters mit einem Substrateinsatz im Vergleich zu einem erfindungs
gemäßen katalytischen Konverter mit drei Substrateinsätzen dargestellt.
Die Vergleichswerte wurden im Rahmen eines Motortestes gemäß der EU-
Stufe III bestimmt, wobei das Verhältnis zwischen Motorhubraum und
Konvertervolumen bei 1 : 1,05 liegt. Der Gehalt an Edelmetall in der ka
talytisch wirksamen Schicht des herkömmlichen Konverters liegt bei
1,77 g/dm3 (50 g/ft3). Bei dem erfindungsgemäßen katalytischen Konverter
werden insgesamt drei Substrateinsätze bzw. Monolithe verwendet. Der
nahe dem Einlaß angeordnete erste Monolith weist eine Edelmetallschicht
mit einem Edelmetallanteil von 2,47 g/dm3 (70 g/ft3) auf. Der in Strö
mungsrichtung gesehen zweite Substrateinsatz ist mit einer katalytisch
wirksamen Edelmetallschicht versehen, die einen Edelmetallgehalt von
0,35 g/dm3 (10 g/ft3) aufweist. Der sich an diesen anschließende dritte
Substrateinsatz nahe dem Auslaß des Konverters ist mit einer Edelmetall
schicht versehen, die einen Anteil von 2,47 g/dm3 (70 g/ft3) an katalytisch
wirksamem Edelmetall aufweist. Der durchschnittliche Gesamtanteil an
katalytisch wirksamem Edelmetall liegt, wie beim Vergleichskonverter, bei
1,77 g/dm3 (50 g/ft3).
Wie dem Diagramm zu entnehmen ist, liegt die Konvertierungsrate des er
findungsgemäßen Konverters bei den Kohlenwasserstoffen (HC) mit etwa
63% und bei Kohlenmonoxid (CO) mit etwa 52% deutlich über den Kon
vertierungsraten des Vergleichskonverters. Auch die Konvertierungsraten
für Stickoxide (NOx) und die Umwandlung von Stickoxiden unter Zuhilfe
nahme von Kohlenwasserstoffen (HC + NOx) liegen bei dem erfindungsge
mäßen Konverter über den Konvertierungsraten des Vergleichskonverters.
Desweiteren ist auch die Konvertierungsrate bei der Umwandlung von
Rußpartikeln in Kohlendioxid (im Diagramm mit PM bezeichnet), mit der
die Filterwirkung des Konverters bei dessen Verwendung mit einer Diesel-
Verbrennungskraftmaschine beschrieben wird, gegenüber der Konvertie
rungsrate des Vergleichskonverters gleichfalls verbessert.
In Fig. 2 ist ein zweites Diagramm dargestellt, das gleichfalls während ei
nes Motortestes nach der EU-Stufe III erstellt worden ist. Das Verhältnis
zwischen Motorhubraum und Konvertervolumen liegt hier bei 1,09 : 1. Bei
diesem Test wurde als Vergleichskonverter ein herkömmlicher katalyti
scher Konverter mit einem Substrateinsatz verwendet, dessen katalytisch
wirksame Schicht einen Edelmetallanteil von 1,77 g/dm3 (50 g/ft3) auf
weist. Bei diesem Vergleichstest wurde eine zweite Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Konverters mit drei Substrateinsätzen verwendet. Bei
dieser zweiten Ausführungsform liegt der Edelmetallanteil der Beschich
tung des nahe dem Einlaß im Gehäuse angeordneten ersten Substratein
satzes bei 3,53 g/dm3 (100 g/ft3), während der Edelmetallgehalt der Be
schichtung des zweiten Substrateinsatzes bei 0,071 g/dm3 (2 g/ft3) liegt.
Der sich an diesen in Strömungsrichtung des Abgases gesehen anschlie
ßende dritte Substrateinsatz ist, wie der erste Substrateinsatz, mit einer
Edelmetallbeschichtung versehen, die einen Edelmetallanteil von 3,53
g/dm3 (100 g/ft3) aufweist. Auch hier liegt der durchschnittliche Edelme
tallanteil der Beschichtungen des erfindungsgemäßen Konverters bei 1,77
g/dm3 (50 g/ft3).
Wie dem Vergleichstest zu entnehmen ist, liegen die Konvertierungsraten
des erfindungsgemäßen Konverters bei allen auftretenden Abgasen, näm
lich Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxid (CO) sowie Stickoxiden
(NOx, HC + NOx) über den Konvertierungsraten des herkömmlichen Ver
gleichskonverters. Die Konvertierungsrate des erfindungsgemäßen Kon
verters bei der Umwandlung von Rußpartikel in Kohlendioxid (PM) liegt
etwas unter der Konvertierungsrate des herkömmlichen Konverters, wie
dem Diagramm in Fig. 2 zu entnehmen ist, die beim erfindungsgemäßen
Konverter gemessenen Schadstoffwerte liegen jedoch noch deutlich unter
den gesetzlich maximal zulässigen Grenzwerten.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm, bei dem die Konvertierungsraten zweier her
kömmlicher katalytischer Konverter mit den Konvertierungsraten eines
erfindungsgemäßen Konverters nach der ersten Ausführungsform vergli
chen werden. Der erste Vergleichskonverter weist einen Substrateinsatz
auf, dessen katalytisch wirksame Schicht einen Edelmetallanteil von 1,77
g/dm3 (50 g/ft3) besitzt. Der zweite katalytische Vergleichskonverter hat
gleichfalls nur einen Substrateinsatz, dessen Edelmetallschicht jedoch ei
nen Edelmetallanteil von 3,53 g/dm3 (100 g/ft3) aufweist. Der erfindungs
gemäße Konverter hat, wie der in dem Test nach Fig. 1 verwendete Kon
verter nach der ersten Ausführungsform, eine katalytisch wirksame
Schicht mit einem Edelmetallanteil von 2,47 g/dm3 (70 g/ft3) beim ersten
und dritten Substrateinsatz, während der zwischen diesen angeordnete
zweite Substrateinsatz eine Edelmetallschicht mit einem Edelmetallanteil
von 0,35 g/dm3 (10 g/ft3) besitzt. Der durchschnittliche Edelmetallanteil
des erfindungsgemäßen Konverters liegt insgesamt bei 1,77 g/dm3 (50
g/ft3).
Wie dem Diagramm nach Fig. 3 zu entnehmen ist, liegen die Konvertie
rungsraten des erfindungsgemäßen Konverters bei allen Abgasen (HC, CO,
NOx, HC + NOx) über den Konvertierungsraten des ersten Vergleichskon
verters, dessen katalytisch wirksame Schicht einen Edelmetallanteil von
1,77 g/dm3 (50 g/ft3) aufweist. Im Gegensatz dazu liegen die Konvertie
rungsraten bei den Kohlenwasserstoffen (HC) und bei Kohlenmonoxid (CO)
des erfindungsgemäßen Konverters unter den Konvertierungsraten des
zweiten Vergleichskonverters, der die katalytisch wirksame Schicht mit
größerem Edelmetallanteil aufweist, nämlich 3,53 g/dm3 (100 g/ft3). Aller
dings ist der erfindungsgemäße Konverter besser in der Lage, Stickoxide
(NOx) in unschädliche Abgase umzuwandeln als der zweite Vergleichskon
verter, wie dem Diagramm bei den Angaben NOx und HC+NOx zu ent
nehmen ist. Dies bedeutet, daß insbesondere die Reduktionsreaktion des
erfindungsgemäßen Konverters bei der Umwandlung von Stickoxiden in
Stickstoff und Kohlendioxid besser katalysiert wird, als bei den beiden
Vergleichskonvertern. Auch in diesem Fall ist die Konvertierungsrate (PM),
mit der die Umwandlung von Rußpartikel in Kohlendioxid beschrieben
wird, geringer als bei den Vergleichskonvertern. Die Schadstoffmengen lie
gen jedoch auch hier unter den gesetzlich maximal zulässigen Grenzwer
ten.
Fig. 4 zeigt einen Vergleichstest, bei dem die Leistung eines herkömmli
chen Konverters mit der Leistung eines erfindungsgemäßen Konverters in
Abhängigkeit vom Konvertervolumen dargestellt ist. Auch hier wurden die
Emissionen einer Diesel-Verbrennungskraftmaschine im Rahmen eines
Motortestes nach der EU-Stufe III durchgeführt. Der Motor hatte in die
sem Fall einen Hubraum von 1,7 Litern.
Als Vergleichskonverter in herkömmlicher Bauart wurde ein Konverter mit
einem Volumen von 2,376 Litern verwendet, wobei der Edelmetallanteil
der katalytisch wirksamen Schicht des Substrateinsatzes bei 2,47 g/dm3
(70 g/ft3) liegt. Im Gegensatz dazu weist der erfindungsgemäße Konverter,
wie der bei dem in Fig. 1 dargestellten Test verwendete Konverter, drei
Substrateinsätze auf, wovon die katalytisch wirksamen Schichten des er
sten und des dritten Substrateinsatzes einen Edelmetallanteil von 2,47
g/dm3 (70 g/ft3) aufweisen, während die Edelmetallbeschichtung des zwi
schen diesen angeordneten zweiten Substrateinsatzes einen Edelme
tallanteil von 0,35 g/dm3 (10 g/ft3) besitzt. Der durchschnittliche Edel
metallanteil des erfindungsgemäßen Konverters liegt bei 1,77 g/dm3 (50
g/ft3), während sein Konvertervolumen bei 1,803 Litern liegt, also geringer
ist als das Konvertervolumen des Vergleichskonverters.
Wie dem Diagramm nach Fig. 4 zu entnehmen ist, sind die Konvertie
rungsraten des erfindungsgemäßen Konverters bei den Kohlenwasserstof
fen (HC), bei Kohlenmonoxid (CO) und bei der Reduktionsreaktion von
Kohlenwasserstoffen mit Stickoxiden (HC+NOx) geringer als die Konver
tierungsraten des Vergleichskonverters. Im Gegensatz dazu sind die Kon
vertierungsraten bei der Umwandlung der Stickoxide (NOx) und bei der
Umwandlung von Rußpartikeln (PM) bei dem erfindungsgemäßen Kon
verter etwas höher als die des Vergleichskonverters.
Bei diesem Vergleichstest ist jedoch festzustellen, daß trotz des deutlich
größeren Konvertervolumens (2,376 Liter zu 1,803 Liter) und des größeren
Edelmetallanteils der Beschichtung, nämlich 2,47 g/dm3 (70 g/ft3) bei
dem Vergleichskonverter zu 1,77 g/dm3 (50 g/ft3) dem erfindungsgemäßen
Konverter, die Konvertierungsraten des Vergleichskonverters, insbesonde
re bei der Umwandlung von Kohlenmonoxid und der Reaktion von Koh
lenwasserstoffen mit Stickoxiden, überraschenderweise nur geringfügig
höher sind, so daß trotz des geringeren Konvertervolumens des erfin
dungsgemäßen Konverters verglichen mit dem des Vergleichskonverters
annähernd die gleiche Leistung durch den erfindungsgemäßen Konverter
erbracht wird.
Abschließend ist noch zu bemerken, daß bei durchgeführten Lebensdau
ertests, sogenannten Rapid Aging Tests, festgestellt wurde, daß sowohl die
Lebensdauer als auch die Konvertierungsrate der erfindungsgemäßen
Konverter über denen der Vergleichskonverter lagen, obwohl die verwen
deten erfindungsgemäßen Konverter ein geringeres Konvertervolumen und
einen geringeren Edelmetallanteil bei der katalytisch wirksamen Schicht
aufwiesen.
Claims (13)
1. Katalytischer Konverter für eine Abgasanlage einer Verbrennungs
kraftmaschine, insbesondere einer Diesel-Verbrennungskraftma
schine, mit einem Gehäuse, an dem ein Einlaß zum Anschluß an die
Verbrennungskraftmaschine und ein Auslaß ausgebildet sind, sowie
mit einem ersten und einem zweiten mit einem katalytisch wirksa
men Edelmetall beschichteten Substrat, die in Strömungsrichtung
des Abgases gesehen aufeinander folgend im Gehäuse angeordnet
sind, wobei das erste Substrat nahe dem Einlaß angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Strömungsrichtung des Abgases gesehen nach dem zweiten
Substrat ein mit mindestens einem katalytisch wirksamen Edelme
tall beschichtetes drittes Substrat nahe dem Auslaß im Gehäuse
angeordnet ist, wobei das zweite Substrat mit einer geringeren Men
ge katalytisch wirksamen Edelmetalls beschichtet ist als das erste
oder das dritte Substrat.
2. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Substrat mit einer geringeren Menge katalytisch
wirksamen Edelmetalls beschichtet ist als das erste und das dritte
Substrat.
3. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des ersten
Substrates und/oder des dritten Substrates in einem Bereich von
etwa 1,77 g/dm3 bis etwa 5,30 g/dm3 (50 g/ft3 bis 150 g/ft3) liegt.
4. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des zweiten
Substrates in einem Bereich von etwa 0,035 g/dm3 bis etwa 0,35
g/dm3 (1 g/ft3 bis 10 g/ft3) liegt.
5. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen des ersten Substrates 20 bis 50% des Volumens
aller Substrate beträgt.
6. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen des zweiten Substrates 30 bis 70%, vorzugsweise
40%, des Volumens aller Substrate beträgt.
7. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Volumen des dritten Substrates 30 bis 40% des Volumens
aller Substrate beträgt.
8. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des ersten und
des dritten Substrates bei etwa 2,47 g/dm3 (70 g/ft3) und der Gehalt
an katalytisch wirksamem Edelmetall des zweiten Substrates bei
etwa 0,35 g/dm3 (10 g/ft3) liegt, wobei der durchschnittliche Gehalt
an katalytisch wirksamem Edelmetall des katalytischen Konverters
bei etwa 1,77 g/dm3 (50 g/ft3) liegt.
9. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt an katalytisch wirksamem Edelmetall des ersten und
des dritten Substrates bei etwa 3,53 g/dm3 (100 g/ft3) und der Ge
halt an katalytisch wirksamem Edelmetall des zweiten Substrates
bei etwa 0,071 g/dm3 (2 g/ft3) liegt, wobei der durchschnittliche Ge
halt an katalytisch wirksamem Edelmetall des katalytischen Kon
verters bei etwa 1,77 g/dm3 (50 g/ft3) liegt.
10. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jedes Substrat als keramischer oder metallischer Monolith aus
gebildet ist und vorzugsweise 54 bis 62 Zellen bzw. Kanäle pro cm2
(350 bis 400 cells per in2) aufweist.
11. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einander zugewandten Stirnseiten des ersten und zweiten
Substrates und/oder die einander zugewandten Stirnseiten des
zweiten und dritten Substrates mit Abstand zueinander angeordnet
sind.
12. Katalytischer Konverter nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse des katalytischen Konverters zur aktiven Stick
oxidreduktion mindestens eine Zuführung aufweist, durch die zu
sätzliche Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise aus dem Verbrennungs
prozeß der Verbrennungskraftmaschine in das Gehäuse einleitbar
sind.
13. Katalytischer Konverter nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Einleiten der zusätzlichen Kohlenwasserstoffe eine Druck
leitung mit dem Gehäuse des katalytischen Konverters verbunden
ist.
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